一种餐厨垃圾处理工艺的制作方法

1.本发明涉及垃圾处理技术领域，具体为一种餐厨垃圾处理工艺。


背景技术：

2.餐厨垃圾是指宾馆、饭店、餐馆和机关、部队、院校、事业单位在食品加工、饮食服务、单位供餐等活动过程中产生的食物残渣、废液和废弃油脂等废弃物，广义而言，人们日常生活中的厨余垃圾也应列为餐厨垃圾。
3.餐厨垃圾的表现为油腻、湿淋淋、恶臭，影响人的视觉和嗅觉等的舒适感和生活卫生，还具有显著的废物和资源的二重性，餐厨垃圾富含淀粉、脂肪、蛋白、纤维素等有机物，氮、磷、钾、钙以及各种微量元素，有毒有害物质含量少，影响丰富，是制作动物饲料和有机肥的丰富资源，腐烂变质速度快，易携带滋生细菌：口蹄疫、沙门氏菌、弓形虫、猪瘟病菌等，腐烂变质速度快，处理难度大。
4.目前餐厨垃圾的处理方法包括填埋处理、焚烧处理、高温好氧堆肥处理、饲料化处理和生化处理，但是普遍处理效果不是太理想。


技术实现要素：

5.发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种餐厨垃圾处理工艺。
6.所采用的技术方案如下：
7.一种餐厨垃圾处理工艺：将餐厨垃圾破碎后加入高碳辅料和复合微生物菌剂进行发酵处理，固液分离后产生的渗滤液再经油水分离，回收油相，水相加入活性污泥/沸石混合物进行处理；
8.所述复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、黑座克雷伯氏菌、平凡假单胞菌、高温放线菌、侧孢芽孢杆菌、黑曲霉菌，所述复合微生物菌剂中有效活菌数≥100亿cfu/g。
9.进一步地，所述复合微生物菌剂还包括载体，所述载体的制备方法如下：
10.s1：将花生壳干燥后粉碎，放置于聚四氟乙烯内衬中加水，再将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢高压釜内，密封升温至160-180℃，反应10-15h后，自然冷却至室温，过滤，所得固体依次用水和乙醇浸泡除去可溶性杂质，得到碳质凝胶，真空冷冻干燥10-15h后待用；
11.s2：将羟乙基纤维素加入氢氧化钠溶液中，升温至40-50℃搅拌1-1.5h，再加入丙烯酸和碳质凝胶，继续搅拌0.5-1h，加入引发剂和交联剂，反应5-10h后过滤，所得固体洗涤后烘干，粉碎过200目筛网即可。
12.进一步地，所述丙烯酸的中和度为75-85％。
13.进一步地，所述引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠组合物。
14.进一步地，所述过硫酸钾和亚硫酸氢钠的质量比为5-10：1。
15.进一步地，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺。
16.进一步地，所述高碳辅料为农作物秸秆、米糠或锯末。
17.进一步地，发酵处理时施加强度为10-20ma的直流电流。
18.进一步地，所述活性污泥/沸石混合物的制备方法如下：
19.先闷曝24-48h，再开始驯化培养，驯化培养时曝气18-20h
·
d-1
，静置2-3h
·
d-1
，进出水0.5-1h
·
d-1
，保持do≥6mg
·
l-1
，温度≥25℃，ph为7.5-8.5，mlss为2000-2200mg
·
l-1
，15-20d后驯化完成与沸石按质量比1：1混合。
20.进一步地，所述进出水为人工配水，以重量百分数计，包括以下组分：
21.硫酸铵2-4％、磷酸氢二钠0.5-1％、碳酸氢钠4-6％、硝酸铈0.01-0.05％、氯化钴0.01-0.02％、氯化锰0.01-0.02％、余量为水。
22.本发明的有益效果：
23.单一的细菌、真菌、放线菌群体，无论其活性多高，在垃圾降解进程中的作用都比不上复合微生物菌群的共同作用，本发明采用枯草芽孢杆菌、黑座克雷伯氏菌、平凡假单胞菌、高温放线菌、侧孢芽孢杆菌、黑曲霉菌组成的复合微生物菌剂对餐厨垃圾进行降解处理，能够快速高效的分解餐厨垃圾中的有机物，可以有效的实现餐厨垃圾的无害化、减容化，发明人通过合理地调配各种微生物的含量，进而调节菌群结构、提高微生物降解活性，提高降解有机成分的效率，载体的存在能够保护微生物活性，有利于微生物的固定和增殖，有助于提高餐厨垃圾的降解效率，在发酵处理时施加外加电流能够刺激微生物的代谢活动，促进脂肪酶、纤维素酶、蛋白酶的分泌，提高降解效率，活性污泥/沸石混合物能够进一步降低发酵物水相中的cod和氨氮含量，本发明提供的餐厨垃圾处理工艺可以有效的实现餐厨垃圾的无害化、减容化，对于城市中餐厨垃圾的处理具有重要意义。
附图说明
24.图1为本发明实施例1中所制备载体的sem图。
具体实施方式
25.实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
26.实施例1：
27.一种餐厨垃圾处理工艺：
28.s1：将餐厨垃圾用破碎机将其中的固体破碎，再加入米糠和复合微生物菌剂，米糠和复合微生物菌剂的加入量分别为餐厨垃圾质量的20％和3％，搅拌均匀进行发酵处理48h，发酵处理时施加强度为15ma的直流电流；
29.复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌20份、黑座克雷伯氏菌5份、平凡假单胞菌3份、高温放线菌1份、侧孢芽孢杆菌5份、黑曲霉菌2份，其中有效活菌数≥100亿cfu/g。
30.还包括载体，载体的制备方法如下：
31.将100g花生壳干燥后粉碎，放置于聚四氟乙烯内衬中加800ml水，再将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢高压釜内，密封升温至170℃，反应14h后，自然冷却至室温，过滤，所得固体依次用水和乙醇浸泡除去可溶性杂质，得到碳质凝胶，真空冷冻干燥10h后待用，将46.7g羟乙基纤维素加入到500ml0.015mol/l氢氧化钠溶液中，升温至50℃搅拌1.5h，再加入250ml中和度为80％的丙烯酸和碳质凝胶，继续搅拌1h，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠按质量比8：1组成的引发剂0.23g和n,n-亚甲基双丙烯酰胺1g，反应10h后过滤，所得固体洗涤后烘干，粉
碎过200目筛网即可。
32.s2：发酵物经固液分离后产生的渗滤液，在进行经油水分离，回收其中的油相，向剩余的水相中加入活性污泥/沸石混合物进行处理，活性污泥/沸石混合物的加入量为水相质量的4％，处理时采用微孔曝气装置进行曝气，控制水体do为2.4mg
·
l-1
，72h后取样测试。
33.活性污泥/沸石混合物的制备方法如下：
34.活性污泥取自长沙市坪塘污水处理厂二沉池，先闷曝36h，再开始驯化培养，驯化培养时曝气20h
·
d-1
，静置2.5h
·
d-1
，进出水1h
·
d-1
，进出水为人工配水，以重量百分数计，包括以下组分：硫酸铵3％、磷酸氢二钠1％、碳酸氢钠5％、硝酸铈0.05％、氯化钴0.01％、氯化锰0.01％、余量为水，保持do≥6mg
·
l-1
，温度≥25℃，ph为8.5，mlss为2200mg
·
l-1
，20d后驯化完成与沸石按质量比1：1混合。
35.实施例2：
36.一种餐厨垃圾处理工艺：
37.s1：将餐厨垃圾用破碎机将其中的固体破碎，再加入米糠和复合微生物菌剂，米糠和复合微生物菌剂的加入量分别为餐厨垃圾质量的20％和3％，搅拌均匀进行发酵处理48h，发酵处理时施加强度为20ma的直流电流；
38.复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌20份、黑座克雷伯氏菌5份、平凡假单胞菌3份、高温放线菌1份、侧孢芽孢杆菌5份、黑曲霉菌2份，其中有效活菌数≥100亿cfu/g。
39.还包括载体，载体的制备方法如下：
40.将100g花生壳干燥后粉碎，放置于聚四氟乙烯内衬中加800ml水，再将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢高压釜内，密封升温至180℃，反应15h后，自然冷却至室温，过滤，所得固体依次用水和乙醇浸泡除去可溶性杂质，得到碳质凝胶，真空冷冻干燥15h后待用，将46.7g羟乙基纤维素加入到500ml 0.015mol/l氢氧化钠溶液中，升温至50℃搅拌1.5h，再加入250ml中和度为85％的丙烯酸和碳质凝胶，继续搅拌1h，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠按质量比10：1组成的引发剂0.23g和n,n-亚甲基双丙烯酰胺1g，反应10h后过滤，所得固体洗涤后烘干，粉碎过200目筛网即可。
41.s2：发酵物经固液分离后产生的渗滤液，在进行经油水分离，回收其中的油相，向剩余的水相中加入活性污泥/沸石混合物进行处理，活性污泥/沸石混合物的加入量为水相质量的5％，处理时采用微孔曝气装置进行曝气，控制水体do为2.4mg
·
l-1
，72h后取样测试。
42.活性污泥/沸石混合物的制备方法如下：
43.活性污泥取自长沙市坪塘污水处理厂二沉池，先闷曝48h，再开始驯化培养，驯化培养时曝气20h
·
d-1
，静置3h
·
d-1
，进出水0.5-1h
·
d-1
，进出水为人工配水，以重量百分数计，包括以下组分：硫酸铵4％、磷酸氢二钠1％、碳酸氢钠6％、硝酸铈0.05％、氯化钴0.02％、氯化锰0.02％、余量为水，保持do≥6mg
·
l-1
，温度≥25℃，ph为8.5，mlss为2200mg
·
l-1
，20d后驯化完成与沸石按质量比1：1混合。
44.实施例3：
45.一种餐厨垃圾处理工艺：
46.s1：将餐厨垃圾用破碎机将其中的固体破碎，再加入米糠和复合微生物菌剂，米糠和复合微生物菌剂的加入量分别为餐厨垃圾质量的20％和3％，搅拌均匀进行发酵处理48h，发酵处理时施加强度为10ma的直流电流；
47.复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌20份、黑座克雷伯氏菌5份、平凡假单胞菌3份、高温放线菌1份、侧孢芽孢杆菌5份、黑曲霉菌2份，其中有效活菌数≥100亿cfu/g。
48.还包括载体，载体的制备方法如下：
49.将100g花生壳干燥后粉碎，放置于聚四氟乙烯内衬中加800ml水，再将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢高压釜内，密封升温至160℃，反应10h后，自然冷却至室温，过滤，所得固体依次用水和乙醇浸泡除去可溶性杂质，得到碳质凝胶，真空冷冻干燥10h后待用，将46.7g羟乙基纤维素加入到500ml0.015mol/l氢氧化钠溶液中，升温至40℃搅拌1h，再加入250ml中和度为75％的丙烯酸和碳质凝胶，继续搅拌0.5h，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠按质量比5：1组成的引发剂0.23g和n,n-亚甲基双丙烯酰胺1g，反应5h后过滤，所得固体洗涤后烘干，粉碎过200目筛网即可。
50.s2：发酵物经固液分离后产生的渗滤液，在进行经油水分离，回收其中的油相，向剩余的水相中加入活性污泥/沸石混合物进行处理，活性污泥/沸石混合物的加入量为水相质量的3％，处理时采用微孔曝气装置进行曝气，控制水体do为2.1mg
·
l-1
，72h后取样测试。
51.活性污泥/沸石混合物的制备方法如下：
52.活性污泥取自长沙市坪塘污水处理厂二沉池，先闷曝24h，再开始驯化培养，驯化培养时曝气18h
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d-1
，静置2h
·
d-1
，进出水0.5-1h
·
d-1
，进出水为人工配水，以重量百分数计，包括以下组分：硫酸铵2％、磷酸氢二钠0.5％、碳酸氢钠4％、硝酸铈0.01％、氯化钴0.01％、氯化锰0.01％、余量为水，保持do≥6mg
·
l-1
，温度≥25℃，ph为7.5，mlss为2000mg
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l-1
，15d后驯化完成与沸石按质量比1：1混合。
53.实施例4：
54.一种餐厨垃圾处理工艺：
55.s1：将餐厨垃圾用破碎机将其中的固体破碎，再加入米糠和复合微生物菌剂，米糠和复合微生物菌剂的加入量分别为餐厨垃圾质量的20％和3％，搅拌均匀进行发酵处理48h，发酵处理时施加强度为10ma的直流电流；
56.复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌20份、黑座克雷伯氏菌5份、平凡假单胞菌3份、高温放线菌1份、侧孢芽孢杆菌5份、黑曲霉菌2份，其中有效活菌数≥100亿cfu/g。
57.还包括载体，载体的制备方法如下：
58.将100g花生壳干燥后粉碎，放置于聚四氟乙烯内衬中加800ml水，再将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢高压釜内，密封升温至180℃，反应10h后，自然冷却至室温，过滤，所得固体依次用水和乙醇浸泡除去可溶性杂质，得到碳质凝胶，真空冷冻干燥15h后待用，将46.7g羟乙基纤维素加入到500ml0.015mol/l氢氧化钠溶液中，升温至40℃搅拌1.5h，再加入250ml中和度为75％的丙烯酸和碳质凝胶，继续搅拌1h，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠按质量比5：1组成的引发剂0.23g和n,n-亚甲基双丙烯酰胺1g，反应10h后过滤，所得固体洗涤后烘干，粉碎过200目筛网即可。
59.s2：发酵物经固液分离后产生的渗滤液，再进行经油水分离，回收其中的油相，向剩余的水相中加入活性污泥/沸石混合物进行处理，活性污泥/沸石混合物的加入量为水相质量的3％，处理时采用微孔曝气装置进行曝气，控制水体do为2.4mg
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l-1
，72h后取样测试。
60.活性污泥/沸石混合物的制备方法如下：
61.活性污泥取自长沙市坪塘污水处理厂二沉池，先闷曝24h，再开始驯化培养，驯化
培养时曝气20h
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d-1
，静置2h
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d-1
，进出水0.5-1h
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d-1
，进出水为人工配水，以重量百分数计，包括以下组分：硫酸铵4％、磷酸氢二钠0.5％、碳酸氢钠6％、硝酸铈0.01％、氯化钴0.02％、氯化锰0.01％、余量为水，保持do≥6mg
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l-1
，温度≥25℃，ph为8.5，mlss为2000mg
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l-1
，20d后驯化完成与沸石按质量比1：1混合。
62.实施例5：
63.一种餐厨垃圾处理工艺：
64.s1：将餐厨垃圾用破碎机将其中的固体破碎，再加入米糠和复合微生物菌剂，米糠和复合微生物菌剂的加入量分别为餐厨垃圾质量的20％和3％，搅拌均匀进行发酵处理48h，发酵处理时施加强度为20ma的直流电流；
65.复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌20份、黑座克雷伯氏菌5份、平凡假单胞菌3份、高温放线菌1份、侧孢芽孢杆菌5份、黑曲霉菌2份，其中有效活菌数≥100亿cfu/g。
66.还包括载体，载体的制备方法如下：
67.将100g花生壳干燥后粉碎，放置于聚四氟乙烯内衬中加800ml水，再将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢高压釜内，密封升温至160℃，反应15h后，自然冷却至室温，过滤，所得固体依次用水和乙醇浸泡除去可溶性杂质，得到碳质凝胶，真空冷冻干燥10h后待用，将46.7g羟乙基纤维素加入到500ml0.015mol/l氢氧化钠溶液中，升温至50℃搅拌1h，再加入250ml中和度为85％的丙烯酸和碳质凝胶，继续搅拌0.5h，加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠按质量比10：1组成的引发剂0.23g和n,n-亚甲基双丙烯酰胺1g，反应5h后过滤，所得固体洗涤后烘干，粉碎过200目筛网即可。
68.s2：发酵物经固液分离后产生的渗滤液，在进行经油水分离，回收其中的油相，向剩余的水相中加入活性污泥/沸石混合物进行处理，活性污泥/沸石混合物的加入量为水相质量的5％，处理时采用微孔曝气装置进行曝气，控制水体do为2.1mg
·
l-1
，72h后取样测试。
69.活性污泥/沸石混合物的制备方法如下：
70.活性污泥取自长沙市坪塘污水处理厂二沉池，先闷曝48h，再开始驯化培养，驯化培养时曝气18h
·
d-1
，静置3h
·
d-1
，进出水0.5-1h
·
d-1
，进出水为人工配水，以重量百分数计，包括以下组分：硫酸铵2％、磷酸氢二钠1％、碳酸氢钠4％、硝酸铈0.05％、氯化钴0.01％、氯化锰0.02％、余量为水，保持do≥6mg
·
l-1
，温度≥25℃，ph为7.5，mlss为2200mg
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l-1
，15d后驯化完成与沸石按质量比1：1混合。
71.对比例1：
72.与实施例1基本相同，区别在于，发酵处理时不施加直流电流。
73.对比例2：
74.与实施例1基本相同，区别在于，复合微生物菌剂不包括载体。
75.对比例3：
76.与实施例1基本相同，区别在于，复合微生物菌剂不包括黑座克雷伯氏菌。
77.对比例4：
78.与实施例1基本相同，区别在于，复合微生物菌剂不包括平凡假单胞菌。
79.性能测试：
80.①
减重率(η)：
81.分别测量本发明实施例1-5及对比例1-4中s1发酵处理后餐厨垃圾的减重率，结果
如下表1所示：
82.η＝[(m
1-m2)/m1]*100％
[0083]
m1为处理前餐厨垃圾的干重量
[0084]
m2为处理后餐厨垃圾的干重量
[0085]
表1：
[0086][0087][0088]
②
本发明实施例1-5及对比例1-4中餐厨垃圾处理前取液相，油水分离后取水相测试cod和氨氮浓度，分别处理后再取液测试cod和氨氮浓度，计算cod和氨氮浓度的降解率，结果如下表2所示：
[0089]
表2
[0090][0091]
由上表1和表2可知，本发明提供的餐厨垃圾处理工艺可以有效的实现餐厨垃圾的无害化、减容化，对于城市中餐厨垃圾的处理具有重要意义。
[0092]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。